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如何确保电子天平称量准确
2010年12月28日 来源:论坛 责编:胡雅文

  电子天平因其具有称量速度快、操作简便、高灵敏度和高精密度并且能够与计算机或者某些仪器相连接直接进行数据传输,在分析化学领域使用越来越广泛和普及。前天看到一贴讨论电光天平和电子天平的帖子,有人认为电子天平称量结果不准确。个人觉得有失偏颇,不惜班门弄斧,特发此贴,以抛砖引玉,讨论如何用电子天平进行准确称量。由于本人水平和认识有限,错误与不当之处在所难免,欢迎大家纠正、补充讨论。

  电子天平称量原理:

  电子天平是根据电磁平衡原理设计的,它由一个磁钢、一个与秤盘相连接的线圈、一个位移传感器以及电流控制电路和放大器组成。线圈置于磁钢形成的磁场之中,秤盘及被称物体的重力作用于线圈上。通电后,充分预热天平后,磁场强度不变,线圈长度固定,置于磁场中的线圈产生的电磁力大小(F=ΦIL)与电流强度成正比,如果调节磁场方向使电磁力与重力方向相反并使其与之平衡-mg=ΦIL,则此时物体质量与电流强度成正比。位移传感器位于预定中心位置,当秤盘上放上或取下物体时,为保持天平平衡位移传感器根据检出的位移信号通过控制器改变线圈的的电流大小直至线圈回到中心位置,这个电流改变量通过放大和转换为样品的质量显示。

  确保使用电子天平称量准确,至少应做到以下几方面:

  1、充分预热电子天平。从电子天平工作原理可以看出,电磁力的大小与磁钢的磁通量φ、流经线圈中的电流I及线圈长度L成正比。对一台天平,要确保称量准确,必须确保φ和L为均为一定值,线圈长度L不会变化,但磁通量φ随着天平内部温度的变化而变化。只有天平经过充分预热(一般资料介绍预热30分钟,建议平时不用时,按电源键关机,但不拔电源),才能使天平内部温度保持相对稳定。这是保证称量结果准确的第一步。

  2、校准电子天平。任何电子天平如果不进行校准,用它来称量都是不准确的。我们用天平称的是样品的质量,而不是重量。根据电子天平的称量原理,它直接测量的是物体的重量,即mg=ΦIL,实际上样品的质量是根据m=ΦIL/g(此处只考虑数量,不考虑方向),所以,用电子天平称量样品质量时,不仅与天平本身有关,而且与天平所处地方的重力加速度有关。设C=ΦL/g则,m=ΦIL/g可以变换为m=CI。C与天平所处位置的重力加速度和线圈长度以及磁通量有关,不同地方,不同环境情况下,C是变化的。假设在某处的天平经过充分预热,则在短时间内,C为一个常数,通过用已知重量的标准砝码进行校正,相当于是求出C值并进行存储,称量样品时天平自动调用。为了消除环境因素影响,尽管天平没有移动位置,也应该经常对天平进行校准,有条件的最好每次使用时都进行校准。总的来说,校准是确保称量准确的最重要环节。

  3、除以上两点外,保持天平水平、良好的称量习惯(轻拿轻放,随时关闭天平防风门、保持天平洁净等)、适当的环境条件(比如天平放置处避免电磁干扰、振动、阳光直射和空气对流,保持相对稳定的温度和适宜的湿度)、正确的称量方式(称样前,充分了解样品的理化性质,选取合适的称量方式,比如用减量法称易吸湿的样品,不用热的容器称量或者直接称量过冷过热的样品)等是确保称量准确的前提。


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